CN213295504U - 一种用于高纯材料生长的cvd管式炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于高纯材料生长的CVD管式炉，属于真空辅助设备技术领域。该CVD管式炉在加热炉体内沿水平方向穿设有石英管，石英管的两端分别与进气密封法兰、排气密封法兰相连，石英管内设有基片台，基片台上放置基片，与基片平行的上方设有喷头，喷头与基片相对应面上均匀开设喷淋孔，喷头与水平设置的喷淋管一端相连通，喷淋管的另一端穿过进气密封法兰与输气管路的一端相连通，输气管路的另一端反应气源相连通；抽真空管路的一端穿过排气密封法兰与石英管内腔相通，抽真空管路的另一端与真空系统相连通。采用本实用新型在反应前石英管内抽真空后充入反应气体，全程无气体杂质气体，其结构简单，操作简便，价格低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于高纯材料生长的化学气相沉积(CVD)管式炉，属于真空辅助设备技术领域。
背景技术
真空CVD管式炉生长材料技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法，广泛用于提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。这些高纯材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素间化合物。
在实际应用真空CVD管式炉的过程中，由于反应腔体、喷淋盘和基片台多选用耐高温金属或石墨等材料，在CVD高温反应时会释放本身的气体分子，使反应气氛遭到破坏，生长的材料杂质多纯度低，无法满足科研实验的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于高纯材料生长的CVD管式炉，解决现有技术中实验用CVD炉高温反应时会释放本身的气体分子，使反应气氛遭到破坏，生长的材料杂质多纯度低，无法满足科研实验要求的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于高纯材料生长的CVD管式炉，该CVD管式炉包括反应气源、输气管路、进气密封法兰、喷淋管、基片、基片台、石英管、真空系统、抽真空管路、排气密封法兰和加热炉体，具体结构如下：
加热炉体内沿水平方向穿设有石英管，石英管的两端分别与进气密封法兰、排气密封法兰相连，石英管内设有基片台，基片台上放置基片，与基片平行的上方设有喷头，喷头与基片相对应面上均匀开设喷淋孔，喷头与水平设置的喷淋管一端相连通，喷淋管的另一端穿过进气密封法兰与输气管路的一端相连通，输气管路的另一端反应气源相连通；抽真空管路的一端穿过排气密封法兰与石英管内腔相通，抽真空管路的另一端与真空系统相连通。
所述的用于高纯材料生长的CVD管式炉，喷淋管的喷头、基片台和基片相互平行，基片台的横截面为等腰三角形，等腰三角形的一腰所在的倾斜面平行放置基片，与基片平行的正上方设置喷淋管的喷头。
所述的用于高纯材料生长的CVD管式炉，进气管路法兰、排气密封法兰分别采用耐高温胶圈与石英管密封。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、采用本实用新型在反应前石英管内抽真空后，确保石英管内和基片表面的杂质气体分子被抽走，然后向石英管内充入反应气体，基片表面反应过程全程无气体杂质气体，生长的材料杂质少纯度高。
2、本实用新型的喷淋管、基片台均为高纯石英(纯度99.99wt％)制成，在CVD高温反应时本身无气体分子释放，保证了反应气氛的纯度，保证材料在生长过程中不受气氛环境污染。
3、本实用新型装置装置结构简单，拆卸清理方便，价格低廉，具有很高的市场推广应用价值。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-反应气源；2-输气管路；3-进气密封法兰；4-喷淋管；5-基片；6-基片台；7-石英管；8-真空系统；9-抽真空管路；10-排气密封法兰；11-加热炉体，12-喷头，13-喷淋孔。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。
如图1所示，本实用新型用于高纯材料生长的CVD管式炉，由反应气源1、输气管路2、进气密封法兰3、喷淋管4、基片5、基片台6、石英管7、真空系统8、抽真空管路9、排气密封法兰10和加热炉体11组成，具体结构如下：
加热炉体11内沿水平方向穿设有石英管7，石英管7的两端分别与进气密封法兰3、排气密封法兰10相连，石英管7内设有基片台6，基片台6上放置基片5，与基片5平行的上方设有喷头12，喷头12与基片5相对应面上均匀开设喷淋孔13，喷头12与水平设置的喷淋管4一端相连通，喷淋管4的另一端穿过进气密封法兰3与输气管路2的一端相连通，输气管路2的另一端反应气源1相连通；抽真空管路9的一端穿过排气密封法兰10与石英管7内腔相通，抽真空管路9的另一端与真空系统8相连通。
其中，石英管7、喷淋管4和基片台6为高纯石英加工而成。喷淋管4的喷头12、基片台6和基片5相互平行，基片台6的横截面为等腰三角形，等腰三角形的一腰所在的倾斜面平行放置基片5，与基片5平行的正上方是喷淋管4的喷头12，该结构既利于基片的固定放置，又利于化学气相沉积(CVD)在基片表面均匀生长所需要的材料薄膜。另外，进气密封法兰3、排气密封法兰10分别采用耐高温胶圈与石英管7密封。
如图1所述，该装置的结构及工作过程如下：
(1)打开排气密封法兰10，将清理后需沉积的基片5放置到基片台6上，将基片台6推送至基片5平面距喷头12平面10mm处，安装排气密封法兰10。
(2)将加热炉体11加热至800℃，启动真空系统8，将石英管7内真空抽至1Pa以内，保持真空10分钟，确保石英管7内和基片5表面的杂质气体分子被抽净。
(3)启动反应气源1，通过输气管路2、喷淋管4、喷头12向石英管7内充入反应气体，反应气体通过喷头12上均布的喷淋孔13均匀地喷淋在基片5表面，在基片5表面均匀生长所需要的材料薄膜。生长完成后，先关闭反应气源1，再停止对加热炉体11加热，等加热炉体11的温度降至室温时停止真空系统8，打开排气密封法兰10，将沉积完成的基片5取出，实验完毕。
结果表明，本实用新型装置结构简单，使用方便，成本低，而且保证材料在生长过程中的纯度较高，不受污染，另外装置结构简单，操作简便，价格低廉，具有很高的市场推广应用价值。
以上所述的仅是本实用新型所列举的最优实施方式，需要指出，对于本技术领域的所有技术人员，在不脱离所附权利要求书的精神和本实用新型所示原理的范畴情况下，还可以对所示实例进行更改和/或改变，这些改变也应被视为本实用新型的权利保护范围。
Claims (3)
1.一种用于高纯材料生长的CVD管式炉，其特征在于，该CVD管式炉包括反应气源、输气管路、进气密封法兰、喷淋管、基片、基片台、石英管、真空系统、抽真空管路、排气密封法兰和加热炉体，具体结构如下：
加热炉体内沿水平方向穿设有石英管，石英管的两端分别与进气密封法兰、排气密封法兰相连，石英管内设有基片台，基片台上放置基片，与基片平行的上方设有喷头，喷头与基片相对应面上均匀开设喷淋孔，喷头与水平设置的喷淋管一端相连通，喷淋管的另一端穿过进气密封法兰与输气管路的一端相连通，输气管路的另一端反应气源相连通；抽真空管路的一端穿过排气密封法兰与石英管内腔相通，抽真空管路的另一端与真空系统相连通。
2.按照权利要求1所述的用于高纯材料生长的CVD管式炉，其特征在于，喷淋管的喷头、基片台和基片相互平行，基片台的横截面为等腰三角形，等腰三角形的一腰所在的倾斜面平行放置基片，与基片平行的正上方设置喷淋管的喷头。
3.按照权利要求1所述的用于高纯材料生长的CVD管式炉，其特征在于，进气管路法兰、排气密封法兰分别采用耐高温胶圈与石英管密封。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115821185A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-03-21 | 迪迈仕(北京)科技有限责任公司 | 骨增量用钛网消除残余应力和/或各向异性的方法及设备 |
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2020
- 2020-09-27 CN CN202022153709.9U patent/CN213295504U/zh active Active
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